Question

【題目】氯化法是合成硫酰氯(SO2Cl2)的常用方法，實驗室合成的硫酰氯的反應和實驗裝置如下所示:SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2（1） ΔH=-97.3KJ/mol。

已知: 一般條件下，硫酰氯為無色液體，熔點為-54.1℃，沸點為69.1℃,在潮濕空氣中會“發(fā)煙”；100℃以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置會分解。

請回答下列問題:

（1）儀器己中盛放的試劑主要用于排氣，該試劑最合適的是___________(填名稱)。

（2）①裝置庚中的藥品最合適的是________(填字母);

a．五氧化二磷 b．堿石灰 c．無水氯化鈣 d．硅膠

②裝置丙的冷凝管中出水口是_______(填標號)

（3）活性炭的作用是___________；裝置乙和丁中盛有相同的化學試劑，該試劑是__________，若缺少裝置乙和丁，裝置丙中會發(fā)生副反應，副反應的化學方程式是______________________。

（4）為提高本實驗的硫酰氯的產(chǎn)率，在實驗操作中還需要注意的有______。

a．控制氣流速度，宜慢不宜快

b．保證裝置的氣密性良好

c．先向裝置丙中通入一種氣體，排出空氣后再通入另一種氣體

d．先通氣體，再通冷凝水

（5）寫出硫酰氯在潮濕空氣中“發(fā)煙”時生產(chǎn)的新物質(zhì)的化學式：_____________________

Answer 1

【答案】飽和食鹽水bb催化劑濃硫酸SO2+C12+2H2O=H2SO4+2HClabcH2SO4、HCl

【解析】

根據(jù)合成SO2Cl2的反應和裝置圖分析，裝置丙用于制備SO2Cl2，裝置甲中Na2SO3和H2SO4反應制備SO2，裝置戊用于提供Cl2；由于SO2Cl2在潮濕空氣中會“發(fā)煙”，所以進入丙裝置中的SO2、Cl2必須是干燥的，乙裝置用于干燥SO2，丁裝置用于干燥Cl2；為了防止SO2、Cl2污染大氣以及SO2Cl2在潮濕空氣中“發(fā)煙”，裝置庚中盛放能吸收SO2、Cl2和H2O（g）的干燥劑；合成SO2Cl2的反應為放熱反應，SO2Cl2在100℃以上開始分解，為防止SO2Cl2分解，實驗過程中必須控制反應速率不能快、反應溫度不能高；根據(jù)上述分析作答。

（1）儀器己中盛放的試劑主要用于排出Cl2，即Cl2難溶于該試劑，該試劑最合適的是飽和食鹽水。

（2）①為了防止Cl2、SO2污染大氣以及外界空氣中的H2O（g）進入裝置丙中，裝置庚中的藥品必須能吸收SO2、Cl2和H2O（g）。a項，P2O5不能吸收SO2和Cl2；b項，堿石灰能吸收SO2、Cl2和H2O（g）；c項，無水CaCl2不能吸收SO2和Cl2；d項，硅膠不能吸收SO2和Cl2；裝置庚中最合適的藥品是堿石灰，答案選b。

②為了使生成的SO2Cl2充分冷凝，裝置丙中的冷卻水應“下進上出”，冷凝管中出水口是b。

（3）根據(jù)制備SO2Cl2的反應，裝置丙中活性炭的作用是催化劑。由于SO2Cl2在潮濕空氣中會“發(fā)煙”，所以進入丙裝置中的SO2、Cl2必須是干燥的，裝置乙中盛放的試劑用于干燥SO2，裝置丁中盛放的試劑用于干燥Cl2，則裝置乙和丁中盛有的相同的試劑是濃硫酸。若缺少裝置乙和丁，在裝置丙中潮濕的SO2和Cl2會發(fā)生副反應生成H2SO4和HCl，副反應的化學方程式為：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl。

（4）a項，控制氣流速度較慢，能使SO2和Cl2緩慢的充分反應，使熱量散失，能提高SO2Cl2的產(chǎn)率；b項，裝置氣密性良好確保SO2和Cl2被充分利用，能提高SO2Cl2的產(chǎn)率；c項，先向裝置丙中通入一種氣體，排出空氣后再通入另一種氣體，一方面防止SO2Cl2在潮濕空氣中會“發(fā)煙”，另一方面使兩種氣體充分接觸反應，能提高SO2Cl2的產(chǎn)率；d項，先通氣體，再通冷凝水，反應放熱使SO2Cl2分解，SO2Cl2的產(chǎn)率降低；答案選abc。

（5）SO2Cl2在潮濕空氣中會“發(fā)煙”的化學方程式為：SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，生成的新物質(zhì)為H2SO4和HCl。